CN102154690A - 行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置，包括制备两只以上的带有外齿圈的基片盒组件；一只外围固定环和一只外围内齿圈连成一体，固定在反应装置内部；一只主托盘与一只下层扩散托盘连成一体，能够做水平连续匀速转动，本发明方法和装置工作时，基片盒组件的轮齿与外围内齿圈的轮齿啮合，带动基片绕其轴心发生连续的匀速自转，使基片获得了相同的反应气源浓度场和温度场，从而保障基片获得厚度或掺杂浓度均匀的外延生长层。本发明的方法不但有效的解决了“保障外延薄膜厚度或掺杂浓度均匀”这个核心问题，而且生产装置的制造和操作便简、经济高效。
Description
技术领域
本发明涉及金属有机化合物化学气相沉积技术，尤其是涉及一种采用行星式金属有机化合物化学气相沉积外延生长的方法和装置。
背景技术
MOCVD是金属有机化合物化学气相沉积 (Metal-organic Chemical Vapor DePosition)的英文缩写。MOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术，现在已成为制备砷化镓、磷化铟和氮化镓等化合物半导体薄膜的核心技术。该项技术产生于20世纪60年代，经过近40年的发展应用，尽管已经得到不断地改进和完善，但现有技术对于“保障外延薄膜厚度或掺杂浓度均匀”这个核心问题，还没有发现经济、简捷、有效的方法和设备。例如，当前代表最先进的MOCVD技术的美国VEECO公司和德国Aixtron公司所具有的技术和设备，生产的化合物半导体薄膜，都存在“外延薄膜厚度或掺杂浓度不均匀”的致命缺陷。根据运用流体力学原理，美国VEECO公司采用高速涡轮立式生长技术设备，该设备的托盘转速可达到1000r/min以上；当反应气体接触到高速旋转的托盘时，由于固气界面的粘性力，便产生了一种离心泵的效应，在离心力作用下，反应气体沿托盘的径向被连续均匀扩散，改善了基座上方温场和浓度场，有助于外延层的均匀生长；但由于安装在托盘上的基片自身不发生自转，因此，当基片数量增加或基片尺寸增大，流经每个基片表面的反应气体浓度由高变低是不均匀的，从而导致外延薄膜厚度或掺杂浓度的不均匀。德国Aixtron公司行星式水平旋转超大面积生长技术设备，也源于流体力学原理的应用。该技术设备的特点是托盘容量大，且可缓慢均匀旋转，在水平式生长设备中，反应气体从基片的一侧流向另一侧，存在严重的反应物耗尽和热对流涡旋等问题，容易造成薄膜厚度的前后不均匀性，为改善这种问题，该公司采用了基片自转US522638A专利技术，即托盘上装载的基片被自下向上的气流形成的气垫轻轻托起并均匀旋转，使基片各点接受相同的反应气源浓度，保证了衬底上的材料可大面积、均匀地生长；该项技术的缺陷有两点：一是受反应室内部环境影响，气垫旋转技术并不能保证基片做连续均匀的自转，因此，仍然存在应用US522638A专利技术前的缺陷；二是应用US522638A专利技术后，需要增加大量气体管路已及精确的控制系统等，导致整个装置制造、操作、维护复杂。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置。
本发明通过采用以下技术方案来实现：
实施行星式外延生长设备中托盘的构成方法,所述方法包括如下步骤：
①．制备一只圆形主托盘，所述圆形主托盘的中心有一个安装张力盘的圆孔，所述圆形主托盘的同一圆周上对称布置至少两个安装基片盒组件的圆孔，每个所述圆孔上有石墨滚珠及其转动的环形轨道，所述圆形主托盘底面的同一圆周上对称布置至少三个安装石墨支柱的圆形盲孔；
②．制备一只张力盘；
③．制备至少两只基片盒组件，每只所述基片盒组件包括外齿轮圈，基片盒，石墨压盖，所述外齿轮圈的底部端面有环形轨道、轮齿，所述基片盒有基片沉积面孔、基片座、石墨压盖座、上卡边和下卡边，所述上卡边和下卡边的直径大于所述外齿轮圈轮毂的内径，小于所述外齿轮圈轮毂的中径，所述石墨压盖上面中心有一个工艺螺孔；
④. 制备一只圆形下层扩散托盘，所述圆形下层扩散托盘的底面中心有一个安装石墨支撑组件的多边形凹槽和圆形通孔，所述圆形下层扩散托盘上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱及其安装盲孔；所述石墨支撑组件包括一个石墨支撑管和一个石英套管，所述石墨支撑管有一个多边形的台；
⑤. 制备一个外围固定环，所述外围固定环的内圈有一个支撑所述圆形下层扩散托盘的环形台，所述外围固定环上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱及其安装盲孔；
⑥. 制备一个外围内齿圈，所述外围内齿圈底面的同一圆周上至少均布三个安装石墨支柱的圆形盲孔，所述外围内齿圈的内环有轮齿和一个遮罩所述圆形主托盘的环形台。
步骤⑤所述外围固定环固定在反应装置内部，并在所述圆形盲孔上安装石墨支柱。
步骤④所述圆形下层扩散托盘的凹槽和圆形通孔处安装石墨支撑组件，所述多边形凹槽和圆形通孔分别与所述石墨支撑管的多边形台和石英套管的外圆紧密配合，所述圆形下层扩散托盘上面的圆形盲孔处安装石墨支柱。
步骤①所述圆形主托盘底面的圆形盲孔对应安装在石墨支柱上，所述张力盘安装在所述圆形主托盘中心的圆孔处，所述石墨滚珠安装在环形轨道处，所述基片盒组件安装在对称布置于所述圆形主托盘同一圆周的圆孔处，所述外齿轮圈底部端面的环形轨道与所述石墨滚珠和环形轨道相配合成一个平面轴承。
步骤⑥所述外围内齿圈底面的圆形盲孔对应安装在石墨支柱上，所述外围内齿圈的轮齿与所述外齿轮圈的轮齿配合成齿轮传动副，所述圆形主托盘的外圈遮罩在所述环形台内。
所述石英套管的内孔与所述外围固定环的上面和所述圆形下层扩散托盘的上面，以及所述外围内齿圈的底面和圆形主托盘的底面，形成反应气体的流通路径，所述外围固定环的上面和所述圆形下层扩散托盘的上面与所述外围内齿圈的底面和圆形主托盘的底面，形成气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体。
根据上述方法设计制造一种行星式外延生长设备中托盘的装置，所述装置包括：
一只圆形主托盘，所述圆形主托盘的中心有一个安装张力盘的圆孔，所述圆形主托盘的同一圆周上对称布置至少两个安装基片盒组件的圆孔，每个所述圆孔上有石墨滚珠及其转动的环形轨道，所述圆形主托盘底面的同一圆周上对称布置至少三个安装石墨支柱的圆形盲孔；
一只张力盘；
至少两只基片盒组件，每只所述基片盒组件包括外齿轮圈，基片盒，石墨压盖，所述外齿轮圈的底部端面有环形轨道、轮齿，所述基片盒有基片沉积面孔、基片座、石墨压盖座、上卡边和下卡边，所述上卡边和下卡边的直径大于所述外齿轮圈轮毂的内径，小于所述外齿轮圈轮毂的中径，所述石墨压盖上面中心有一个工艺螺孔。
一只圆形下层扩散托盘，所述圆形下层扩散托盘的底面中心有一个安装石墨支撑组件的多边形凹槽和圆形通孔，所述圆形下层扩散托盘上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱及其安装盲孔；所述石墨支撑组件包括一个石墨支撑管和一个石英套管，所述石墨支撑管有一个多边形的台；
制备一个外围固定环，所述外围固定环的内圈有一个支撑所述圆形下层扩散托盘的环形台，所述外围固定环上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱及其安装盲孔；
制备一个外围内齿圈，所述外围内齿圈底面的同一圆周上至少均布三个安装石墨支柱的圆形盲孔，所述外围内齿圈的内环有轮齿和一个遮罩所述圆形主托盘的环形台；
所述外围固定环固定在反应装置内部，并在所述圆形盲孔上安装石墨支柱。
所述圆形下层扩散托盘的凹槽和圆形通孔处安装石墨支撑组件，所述多边形凹槽和圆形通孔分别与所述石墨支撑管的多边形台和石英套管的外圆紧密配合，所述圆形下层扩散托盘上面的圆形盲孔处安装石墨支柱。
所述圆形主托盘底面的圆形盲孔对应安装在石墨支柱上，所述张力盘安装在所述圆形主托盘中心的圆孔处，所述石墨滚珠安装在环形轨道处，所述基片盒组件安装在对称布置于所述圆形主托盘同一圆周的圆孔处，所述外齿轮圈底部端面的环形轨道与所述石墨滚珠和环形轨道相配合成一个平面轴承。
所述外围内齿圈底面的圆形盲孔对应安装在石墨支柱上，所述外围内齿圈的轮齿与所述外齿轮圈的轮齿配合成齿轮传动副，所述圆形主托盘的外圈遮罩在所述环形台内。
所述石英套管的内孔与所述外围固定环的上面和所述圆形下层扩散托盘的上面，以及所述外围内齿圈的底面和圆形主托盘的底面，形成反应气体的流通路径，所述外围固定环的上面和所述圆形下层扩散托盘的上面与所述外围内齿圈的底面和圆形主托盘的底面，形成气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体。
与现有技术相比较，本发明的优点是：
充分利用现有技术和科学原理，使金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）外延生长的方法和装置得到了圆满的完善。本发明方法和装置工作时，主托盘和下层扩散托盘连体同步水平旋转，安装在主托盘上的基片盒组件的轮齿与外围内齿圈的轮齿啮合，带动基片盒组件绕其轴心发生连续的匀速自转，由于基片盒组件坐落在石墨滚珠构成的平面轴承上，因此其转动轻松灵活；反应气体通过石英套管内孔进入气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体，反应气体沿主托盘底面的径向向腔体连续均匀扩散，反应气体的浓度场和温度场沿托盘的径向由中心向外逐渐降低，基片靠近托盘中心的部分，反应气体的浓度和温度就高，基片远离托盘中心的部分，反应气体的浓度和温度就低，而基片盒组件绕其轴心发生的连续匀速自转，带动基片转动，则使基片获得了相同的反应气源浓度场和温度场，从而保障基片获得厚度或掺杂浓度均匀的外延生长层。
与现有技术相比，本发明的方法不但有效的解决了“保障外延薄膜厚度或掺杂浓度均匀”这个核心问题，而且还制造出了经济、简捷、有效的生产装置。
附图说明
图1A是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置的原理与结构主视剖面示意图；
图1B是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置的原理与结构俯视示意图；
图2A是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置主托盘正面示意图；
图2B是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置主托盘底面示意图；
图3是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置基片盒示意图；
图4A是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置下层扩散托盘仰视示意图；
图4B是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置下层扩散托盘主视剖面示意图；
图4C是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置下层扩散托盘俯视示意图；
图5是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置外围固定环示意图；
图6是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置外围内齿圈与外齿轮圈啮合示意图；
图7是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置石墨压盖示意图；
图8是本发明行星式外延生长设备中托盘的构成方法和装置外齿轮圈示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的方法，现结合附图所示的本发明的一个优选实施例进行详细说明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制本发明的专利保护范围。
如图1～图8所示，实施一种行星式外延生长设备中托盘的构成方法，所述方法包括如下步骤：
①．制备一只圆形主托盘1，所述圆形主托盘1的中心有一个安装张力盘2的圆孔11，所述圆形主托盘1的同一圆周上对称布置至少两个安装基片盒组件3的圆孔12，每个所述圆孔12上有石墨滚珠15及其转动的环形轨道14，所述圆形主托盘1底面的同一圆周上对称布置至少三个安装石墨支柱45的圆形盲孔13；
②． 制备一只张力盘2；
③． 制备至少两只基片盒组件3，每只所述基片盒组件3包括外齿轮圈31，基片盒32，石墨压盖33，所述外齿轮圈31的底部端面有环形轨道311、轮齿312，所述基片盒32有基片沉积面孔321、基片座322、石墨压盖座323、上卡边324和下卡边325，所述上卡边324和下卡边325的直径大于所述外齿轮圈31轮毂的内径，小于所述外齿轮圈31轮毂的中径，所述石墨压盖33上面中心有一个工艺螺孔331；
④. 制备一只圆形下层扩散托盘4，所述圆形下层扩散托盘4的底面中心有一个安装石墨支撑组件44的多边形凹槽41和圆形通孔42，所述圆形下层扩散托盘4上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱45及其安装盲孔43；所述石墨支撑组件44包括一个石墨支撑管441和一个石英套管442，所述石墨支撑管441有一个多边形的台4411；
⑤. 制备一个外围固定环5，所述外围固定环5的内圈有一个支撑所述圆形下层扩散托盘4的环形台51，所述外围固定环5上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱53及其安装盲孔52；
⑥. 制备一个外围内齿圈6，所述外围内齿圈6底面的同一圆周上至少均布三个安装石墨支柱53的圆形盲孔61，所述外围内齿圈6的内环有轮齿62和一个遮罩所述圆形主托盘1的环形台63。
步骤⑤所述外围固定环5固定在反应装置内部，并在所述圆形盲孔52上安装石墨支柱53。
步骤④所述圆形下层扩散托盘4的凹槽41和圆形通孔42处安装石墨支撑组件44，所述多边形凹槽41和圆形通孔42分别与所述石墨支撑管441的多边形台4411和石英套管442的外圆紧密配合，所述圆形下层扩散托盘4上面的圆形盲孔43处安装石墨支柱45。
步骤①所述圆形主托盘1底面的圆形盲孔13对应安装在石墨支柱45上，所述张力盘2安装在圆孔11处，所述石墨滚珠15安装在环形轨道14处，所述基片盒组件3安装在圆孔12处，所述外齿轮圈31底部端面的环形轨道311与所述石墨滚珠15和环形轨道13相配合成一个平面轴承。
步骤⑥所述外围内齿圈6底面的圆形盲孔61应安装在石墨支柱53上，所述外围内齿圈6的轮齿62与所述外齿轮圈31的轮齿312配合成齿轮传动副，所述圆形主托盘1的外圈遮罩在所述环形台63内。
所述石英套管442的内孔与所述外围固定环5的上面和所述圆形下层扩散托盘4的上面，以及所述外围内齿圈6的底面和圆形主托盘1的底面，形成反应气体的流通路径8，所述外围固定环5的上面和所述圆形下层扩散托盘4的上面与所述外围内齿圈6的底面和圆形主托盘1的底面，形成气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体81。
根据上述方法设计制造一种行星式外延生长设备中托盘的装置，所述装置包括：
一只圆形主托盘1，所述圆形主托盘1的中心有一个安装张力盘2的圆孔11，所述圆形主托盘1的同一圆周上对称布置至少两个安装基片盒组件3的圆孔12，每个所述圆孔12上有石墨滚珠15及其转动的环形轨道14，所述圆形主托盘1底面的同一圆周上对称布置至少三个安装石墨支柱45的圆形盲孔13；
一只张力盘2；
至少两只基片盒组件3，每只所述基片盒组件3包括外齿轮圈31，基片盒32，石墨压盖33，所述外齿轮圈31的底部端面有环形轨道311、轮齿312，所述基片盒32有基片沉积面孔321、基片座322、石墨压盖座323、上卡边324和下卡边325，所述上卡边324和下卡边325的直径大于所述外齿轮圈31轮毂的内径，小于所述外齿轮圈31轮毂的中径，所述石墨压盖33上面中心有一个工艺螺孔331。
一只圆形下层扩散托盘4，所述圆形下层扩散托盘4的底面中心有一个安装石墨支撑组件44的多边形凹槽41和圆形通孔42，所述圆形下层扩散托盘4上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱45及其安装盲孔43；所述石墨支撑组件44包括一个石墨支撑管441和一个石英套管442，所述石墨支撑管441有一个多边形的台4411。
一个外围固定环5，所述外围固定环5的内圈有一个支撑所述圆形下层扩散托盘4的环形台51，所述外围固定环5上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱53及其安装盲孔52。
一个外围内齿圈6，所述外围内齿圈6底面的同一圆周上至少均布三个安装石墨支柱53的圆形盲孔61，所述外围内齿圈6的内环有轮齿62和一个遮罩所述圆形主托盘1的环形台63；
所述外围固定环5固定在反应装置内部，并在所述圆形盲孔52上安装石墨支柱53。
所述圆形下层扩散托盘4的凹槽41和圆形通孔42处安装石墨支撑组件44，所述多边形凹槽41和圆形通孔42分别与所述石墨支撑管441的多边形台4411和石英套管442的外圆紧密配合，所述圆形下层扩散托盘4上面的圆形盲孔43处安装石墨支柱45。
所述圆形主托盘1底面的圆形盲孔13对应安装在石墨支柱45上，所述张力盘2安装在圆孔11处，所述石墨滚珠15安装在环形轨道14处，所述基片盒组件3安装在圆孔12处，所述外齿轮圈31底部端面的环形轨道311与所述石墨滚珠15和环形轨道13相配合成一个平面轴承。
所述外围内齿圈6底面的圆形盲孔61）应安装在石墨支柱53上，所述外围内齿圈6的轮齿62与所述外齿轮圈31的轮齿312配合成齿轮传动副，所述圆形主托盘1的外圈遮罩在所述环形台63内。
所述石英套管442的内孔与所述外围固定环5的上面和所述圆形下层扩散托盘4的上面，以及所述外围内齿圈6的底面和圆形主托盘1的底面，形成反应气体的流通路径8，所述外围固定环5的上面和所述圆形下层扩散托盘4的上面与所述外围内齿圈6的底面和圆形主托盘1的底面，形成气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体81。
本发明的最佳实施例如图1至图8所示。
最佳实施例包括六只基片盒组件，六个安装石墨支柱的圆形盲孔，一只圆形主托盘1。
所述圆形主托盘1的中心有一个安装张力盘2的圆孔11，所述圆形主托盘1的同一圆周上对称布置六个安装基片盒组件3的圆孔12，每个所述圆孔12的孔径为4英寸，每个所述圆孔12上有石墨滚珠15及其转动的环形轨道14，所述圆形主托盘1底面的同一圆周上对称布置六个安装石墨支柱45的圆形盲孔13。
一只张力盘2；
六只基片盒组件3，每只所述基片盒组件3包括一个外齿轮圈31，一个基片盒32，一个石墨压盖33，所述外齿轮圈31的底部端面有环形轨道311、轮齿312，所述基片盒32有基片沉积面孔321、基片座322、石墨压盖座323、上卡边324和下卡边325，所述上卡边324和下卡边325的直径大于所述外齿轮圈31轮毂的内径，小于所述外齿轮圈31轮毂的中径，所述石墨压盖33上面中心有一个工艺螺孔331。
一只圆形下层扩散托盘4，所述圆形下层扩散托盘4的底面中心有一个安装石墨支撑组件44的正六边形凹槽41和圆形通孔42，所述圆形下层扩散托盘4上面的同一圆周上对称布置六个石墨支柱45及其安装盲孔43；所述石墨支撑组件44包括一个石墨支撑管441和一个石英套管442，所述石墨支撑管441有一个正六边形的台4411；
外围固定环与外围内齿圈上的石墨支撑柱安装孔各有十二个。
一个外围固定环5，所述外围固定环5的内圈有一个支撑所述圆形下层扩散托盘4的环形台51，所述外围固定环5上面的同一圆周上均布十二个石墨支柱53及其安装盲孔52；
一个外围内齿圈6，所述外围内齿圈6底面的同一圆周上均布十二个安装石墨支柱53的圆形盲孔61，所述外围内齿圈6的内环有轮齿62和一个遮罩所述圆形主托盘1的环形台63；
所述外围固定环5固定在反应装置内部，并在所述圆形盲孔52上安装石墨支柱53。
所述圆形下层扩散托盘4的凹槽41和圆形通孔42处安装石墨支撑组件44，所述正六边形凹槽41和圆形通孔42分别与所述石墨支撑管441的正六边形台4411和石英套管442的外圆紧密配合，所述圆形下层扩散托盘4上面的圆形盲孔43处安装石墨支柱45。
所述圆形主托盘1底面的圆形盲孔13对应安装在石墨支柱45上，与所述圆形下层扩散托盘6连成固定的整体，所述张力盘2安装在圆孔11处，所述石墨滚珠15安装在环形轨道14处，所述基片盒组件3安装在圆孔12处，所述外齿轮圈31底部端面的环形轨道311与所述石墨滚珠15和环形轨道13相配合成一个平面轴承，将基片放入基片座322中，再将石墨压盖33放入石墨压盖座323中，压住基片；石墨压盖33的取出与放入是通过旋入工艺螺口331中石墨螺杆完成。
所述外围内齿圈6底面的圆形盲孔61应安装在石墨支柱53上，与外围固定环5连成固定的整体，所述外围内齿圈6的轮齿62与所述外齿轮圈31的轮齿312配合成齿轮传动副，所述圆形主托盘1的外圈遮罩在所述环形台63内。
所述石英套管442的内孔与所述外围固定环5的上面和所述圆形下层扩散托盘4的上面，以及所述外围内齿圈6的底面和圆形主托盘1的底面，形成反应气体的流通路径8。
所述外围固定环5的上面和所述圆形下层扩散托盘4的上面与所述外围内齿圈6的底面和圆形主托盘1的底面，形成气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体81。
本发明方法和装置工作时，动力装置将旋转动力传递给石墨支撑组件44，通过石墨支撑管441的正六边形的台4411和圆形下层扩散托盘4的多边形凹槽41及六个石墨支柱45，带动圆形下层扩散托盘4和圆形主托盘1同步水平旋转。
安装在主托盘上1的基片盒组件3的轮齿与外围内齿圈6的轮齿啮合，带动基片盒组件3绕其轴心发生连续的匀速自转。
由于基片盒组件3坐落在石墨滚珠构成的平面轴承上，因此其转动轻松灵活。
反应气体通过石英套管442的内孔进入气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体81，首先接触到旋转着的主托盘中部的张力盘2，反应气体沿主托盘1的底面径向向腔体连续均匀扩散，反应气体的浓度场和温度场沿托盘的径向由中心向外逐渐降低，基片靠近托盘中心的部分，反应气体的浓度和温度就高，基片远离托盘中心的部分，反应气体的浓度和温度就低，而基片盒组件带动基片绕其轴心发生的连续匀速自转，则使基片获得了相同的反应气源浓度场和温度场，从而保障基片获得厚度或掺杂浓度均匀的外延生长层。
与现有技术相比，本发明的方法不但有效的解决了“保障外延薄膜厚度或掺杂浓度均匀”这个核心问题，而且还制造出了经济、简捷、有效的生产装置。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种行星式外延生长设备中托盘的构成方法，其特征在于：
所述方法包括如下步骤：
①．制备一只圆形主托盘（1），所述圆形主托盘（1）的中心有一个安装张力盘（2）的圆孔（11），所述圆形主托盘（1）的同一圆周上对称布置至少两个安装基片盒组件（3）的圆孔（12），每个所述圆孔（12）上有石墨滚珠（15）及其转动的环形轨道（14），所述圆形主托盘（1）底面的同一圆周上对称布置至少三个安装石墨支柱（45）的圆形盲孔（13）；
②． 制备一只张力盘（2）；
③． 制备至少两只基片盒组件（3），每只所述基片盒组件（3）包括外齿轮圈（31），基片盒（32），石墨压盖（33），所述外齿轮圈（31）的底部端面有环形轨道（311）、轮齿（312），所述基片盒（32）有基片沉积面孔（321）、基片座（322）、石墨压盖座（323）、上卡边（324）和下卡边（325），所述上卡边（324）和下卡边（325）的直径大于所述外齿轮圈（31）轮毂的内径，小于所述外齿轮圈（31）轮毂的中径，所述石墨压盖（33）上面中心有一个工艺螺孔（331）；
④. 制备一只圆形下层扩散托盘（4），所述圆形下层扩散托盘（4）的底面中心有一个安装石墨支撑组件（44）的多边形凹槽（41）和圆形通孔（42），所述圆形下层扩散托盘（4）上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱（45）及其安装盲孔（43）；所述石墨支撑组件（44）包括一个石墨支撑管（441）和一个石英套管（442），所述石墨支撑管（441）有一个多边形的台（4411）；
⑤. 制备一个外围固定环（5），所述外围固定环（5）的内圈有一个支撑所述圆形下层扩散托盘（4）的环形台（51），所述外围固定环（5）上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱（53）及其安装盲孔（52）；
⑥. 制备一个外围内齿圈（6），所述外围内齿圈（6）底面的同一圆周上至少均布三个安装石墨支柱（53）的圆形盲孔（61），所述外围内齿圈（6）的内环有轮齿（62）和一个遮罩所述圆形主托盘（1）的环形台（63）。
2.根据权利要求1所述的行星式外延生长设备中托盘的构成方法，其特征在于：
步骤⑤所述外围固定环（5）固定在反应装置内部，并在所述圆形盲孔（52）上安装石墨支柱（53）。
3.根据权利要求1所述的行星式外延生长设备中托盘的构成方法，其特征在于：
步骤④所述圆形下层扩散托盘（4）的凹槽（41）和圆形通孔（42）处安装石墨支撑组件（44），所述多边形凹槽（41）和圆形通孔（42）分别与所述石墨支撑管（441）的多边形台（4411）和石英套管（442）的外圆紧密配合，所述圆形下层扩散托盘（4）上面的圆形盲孔（43）处安装石墨支柱（45）。
4.根据权利要求1所述的行星式外延生长设备中托盘的构成方法，其特征在于：
步骤①所述圆形主托盘（1）底面的圆形盲孔（13）对应安装在石墨支柱（45）上，所述张力盘（2）安装在圆孔（11）处，所述石墨滚珠（15）安装在环形轨道（14）处，所述基片盒组件（3）安装在圆孔（12）处，所述外齿轮圈（31）底部端面的环形轨道（311）与所述石墨滚珠（15）和环形轨道（13）相配合成一个平面轴承。
5.根据权利要求1所述行星式外延生长设备中托盘的构成方法，其特征在于：
步骤⑥所述外围内齿圈（6）底面的圆形盲孔（61）对应安装在石墨支柱（53）上，所述外围内齿圈（6）的轮齿（62）与所述外齿轮圈（31）的轮齿（312）配合成齿轮传动副，所述圆形主托盘（1）的外圈遮罩在所述环形台（63）内。
6.根据权利要求3所述的行星式外延生长设备中托盘的构成方法，其特征在于：
所述石英套管（442）的内孔与所述外围固定环（5）的上面和所述圆形下层扩散托盘（4）的上面，以及所述外围内齿圈（6）的底面和圆形主托盘（1）的底面，形成反应气体的流通路径（8），所述外围固定环（5）的上面和所述圆形下层扩散托盘（4）的上面与所述外围内齿圈（6）的底面和圆形主托盘（1）的底面，形成气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体（81）。
7.一种行星式外延生长设备中托盘的装置，其特征在于：所述装置包括：
一只圆形主托盘（1），所述圆形主托盘（1）的中心有一个安装张力盘（2）的圆孔（11），所述圆形主托盘（1）的同一圆周上对称布置至少两个安装基片盒组件（3）的圆孔（12），每个所述圆孔（12）上有石墨滚珠（15）及其转动的环形轨道（14），所述圆形主托盘（1）底面的同一圆周上对称布置至少三个安装石墨支柱（45）的圆形盲孔（13）；
一只张力盘（2）；
至少两只基片盒组件（3），每只所述基片盒组件（3）包括外齿轮圈（31），基片盒（32），石墨压盖（33），所述外齿轮圈（31）的底部端面有环形轨道（311）、轮齿（312），所述基片盒（32）有基片沉积面孔（321）、基片座（322）、石墨压盖座（323）、上卡边（324）和下卡边（325），所述上卡边（324）和下卡边（325）的直径大于所述外齿轮圈（31）轮毂的内径，小于所述外齿轮圈（31）轮毂的中径，所述石墨压盖（33）上面中心有一个工艺螺孔（331）；
一只圆形下层扩散托盘（4），所述圆形下层扩散托盘（4）的底面中心有一个安装石墨支撑组件（44）的多边形凹槽（41）和圆形通孔（42），所述圆形下层扩散托盘（4）上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱（45）及其安装盲孔（43）；所述石墨支撑组件（44）包括一个石墨支撑管（441）和一个石英套管（442），所述石墨支撑管（441）有一个多边形的台（4411）；
一个外围固定环（5），所述外围固定环（5）的内圈有一个支撑所述圆形下层扩散托盘（4）的环形台（51），所述外围固定环（5）上面的同一圆周上对称安装至少三个石墨支柱（53）及其安装盲孔（52）；
一个外围内齿圈（6），所述外围内齿圈（6）底面的同一圆周上至少均布三个安装石墨支柱（53）的圆形盲孔（61），所述外围内齿圈（6）的内环有轮齿（62）和一个遮罩所述圆形主托盘（1）的环形台（63）。
8.根据权利要求7所述的行星式外延生长设备中托盘的装置，其特征在于：
所述外围固定环（5）固定在反应装置内部，并在所述圆形盲孔（52）上安装石墨支柱（53）。
9.根据权利要求7所述的行星式外延生长设备中托盘的装置，其特征在于：
所述圆形下层扩散托盘（4）的凹槽（41）和圆形通孔（42）处安装石墨支撑组件（44），所述圆形下层扩散托盘（4）的多边形凹槽（41）和圆形通孔（42）分别与所述石墨支撑管（441）的多边形台（4411）和石英套管（442）的外圆紧密配合，所述圆形下层扩散托盘（4）上面的圆形盲孔（43）处安装石墨支柱（45）；
所述圆形主托盘（1）底面的圆形盲孔（13）对应安装在石墨支柱（45）上，所述张力盘（2）安装在圆孔（11）处，所述石墨滚珠（15）安装在环形轨道（14）处，所述基片盒组件（3）安装在圆孔（12）处，所述外齿轮圈（31）底部端面的环形轨道（311）与所述石墨滚珠（15）和环形轨道（14）相配合成一个平面轴承；
所述外围内齿圈（6）底面的圆形盲孔（61）对应安装在石墨支柱（53）上，所述外围内齿圈（6）的轮齿（62）与所述外齿轮圈（31）的轮齿（312）配合成齿轮传动副，所述圆形主托盘（1）的外圈遮罩在所述环形台（63）内；
所述石英套管（442）的内孔与所述外围固定环（5）的上面和所述圆形下层扩散托盘（4）的上面，以及所述外围内齿圈（6）的底面和圆形主托盘（1）的底面，形成反应气体的流通路径（8），所述外围固定环（5）的上面和所述圆形下层扩散托盘（4）的上面与所述外围内齿圈（7）的底面和圆形主托盘（1）的底面，形成气相金属有机化合物发生化学淀积外延生长反应的腔体（81）。
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Date of cancellation: 20230406 Granted publication date: 20120530 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Dongguan branch Pledgor: DONGGUAN TIANYU SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2019440000263 |
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Denomination of invention: Method and device for constructing trays in planetary epitaxial growth equipment Effective date of registration: 20230512 Granted publication date: 20120530 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Dongguan branch Pledgor: Guangdong Tianyu Semiconductor Co.,Ltd. Registration number: Y2023980040499 |
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Granted publication date: 20120530 Pledgee: China Co. truction Bank Corp Dongguan branch Pledgor: Guangdong Tianyu Semiconductor Co.,Ltd. Registration number: Y2023980040499 |